干细胞诱导分化为胰岛的研究进展
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化为胰岛的研究进展， 希望这方面的突破为糖尿病的治疗提供新的方法。 【 关键词】 ( 胰岛；移植；干细胞；细胞分化；糖尿病
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〔%〕 胞。D82.32 等 采用悬滴培养、 撤离白血病抑制因子等方法促
干细胞根据其分化潜能分为全能干细胞、 多能干细胞和定 向干细胞； 根据个体发育过程中出现的先后次序不同， 又分为 胚胎干细胞和成体干细胞。可能用于诱导分化为胰岛的包括 胚胎干细胞、 胚胎生殖细胞等全能干细胞； 成体干细胞中的间 质干细胞 （ 肝、 骨髓、 胰腺） 、 肠上皮细胞系等多能干细胞、 以及
〔 #$ 〕
导管细胞诱导分化的方法： 首先分离后细胞贴壁， 增殖形成单 层细胞； 然后换为无血清培养 # " & 周， 同时添加角质细胞生长 因子和烟酰胺； 最后将细胞接种于涂有细胞外基质 QJ=G>09* 的 培养瓶中分化为成熟的胰岛。 &- 非胰腺组织的间质干细胞： 除了骨髓组织中存在一定数 量的间充质干细胞外， 许多非造血组织如肝脏、 脐血中均分离
〔H〕 病大鼠的高血糖状态。 A)G> 等 根据此方案， 增加 ,I&H7$$&
体外长期培 养， 可 以 分 化 为 有 功 能 的 胰 岛， 移植后可以逆转
〔 #. 〕 BRS 小鼠的高血糖状态。 6)//9G4T9>G 等 等建立了人胰腺
（磷酸肌醇 D 激酶抑制剂） 作为诱导剂， 显著地提高了诱导后细 胞的胰岛素分泌水平， 增强了对葡萄糖刺激的反应性， 移植后 增加血清胰岛素水平， 改善了糖尿病大鼠的高血糖状态。但是 EJKJ0)@J* 等
〔 #& 〕 胞 。但是， 通过免疫组化染色研究发现， 在人胰岛胚胎发育
通过电穿孔转染入小鼠胚胎干细胞系， 先经过潮霉素筛选， 然 后撤离白血病抑制因子， 培养 ! " #$ 天使胚胎干细胞分化胞再经新霉素筛选， 可 以获得低胰岛素水平的细胞克隆， 经 & 周烟酰胺 ’ &% (()* + , 葡萄糖和 % 天烟酰胺 ’ %- . (()* + , 葡萄糖培养， 最终获得高胰 岛素水平的细胞系， 平均胰岛素含量为 #.- % /0 + !0 蛋白， 而且 移植后可以纠正糖尿病大鼠的高血糖状态。此外， 基于胰岛素 启动子基因、 11 启动子和 1234# 启动子基因构建的 56&47 也有 一定的参考价值。 ,8(9*:;< 等
〔 #U ， #! 〕 出具有间质干细胞特征的多能干细胞 。肝卵圆细胞被认
认为， 这种方法在外源性胰岛素存在的情况下，
胚胎干细胞摄取了培养基中的胰岛素， 导致胰岛素染色过高 （ 阳性率 #$L " D$L ） ，而 真 正 分 化 为 " 细 胞 的 数 目仅为 # + #$$ $$$ 。 D- 细胞成熟： 胚胎干细胞诱导后的胰岛应该是分化成熟 的、 有功能的， 因此有时需要促进诱导后的细胞成熟。许多细 胞因子， 如血管内皮生长因子、 肝细胞生长因子、 转化生长因 子、 胰岛素样生长因子、 内皮细胞生长因子， 以及烟酰胺、 葡萄 糖、 JM=>N>/ F、 ?9=JM9**8*>/ 等有助于胰岛成熟。此外， 细胞外基 质， 如 表 皮 细 胞 粘 附 分 子、 层 连 蛋 白、 细胞外基质蛋白 （ OPQ!$75） 等有利于胰岛素产生和释放。 二、 成体干细胞 虽然胚胎干细胞可以诱导分化为胰岛或产生胰岛素的细 胞， 但是胚胎干细胞建立和培养是比较复杂的， 而且即使建立 了胚胎干细胞系， 甚至定向诱导分化了足够的胰岛， 对于移植 受体来说， 只能提供同种异体的移植物， 免疫排斥问题仍未获 实质性解决。近年发现某些种类的成体干细胞可以定向分化 或横向分化为多种细胞， 为胰岛干细胞诱导分化提供了新的思 路。 #- 胰腺干细胞： 由于实验方法和动物模型的不同， 导致胰 腺干细胞的分类尚未统一， 但是成体胰腺中似乎存在几种干细 胞， 既有多能干细胞， 又有定向干细胞， 这些细胞彼此间的关系 有待研究
〔#〕 等 方法中直接分化的缺点是分化效率低 （ "< $R T "< KR ） ， 混
。
值得注意的是， 内胚层的组织、 器官发育与外、 中胚层不
基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （ !"#""$#% ） 作者单位： &"""$’ 重庆医科大学附属第一医院神经病学研究所 （贾 延劼、 董为伟） ， 放射科 （ 周燕） ； 中南大学湘雅医院儿科 （ 杨于嘉）
〔#〕
中， 巢蛋白阳性细胞未参与胰腺上皮形成、 扩增以及胰岛形成
〔 #D 〕 的过程 。这些巢蛋白细胞可能是早期胰腺发育过程中 “遗
留” 下的多能干细胞， 由于没有合适的外界条件 （ 生长因子、 细 胞间诱导、 发育的时空顺 序 等） 进 一 步 发 育， 处 于 静 止 状 态。 （&） 胰腺间 （ 充） 质干细胞： 间质干细胞被认为是一类具有高度 可塑的多能干细胞， 能够分化为成骨细胞、 脂肪细胞、 软骨细
〔!〕 层） 和心肌细胞 （ 中胚层） 更加困难。 D3.2/ 等 认为只有通过
胰岛素、 类似胰岛结构的细胞团。同年 % 月， L**/9; 等 采用人胚胎干细胞诱导分化为能产生胰岛素的细胞。
〔#〕
报道
以下策略， 才可能建立胚胎干细胞诱导分化为胰岛的方法： （$） 改变培养条件， 形成胚胎体或单层培养； （#） 增加细胞外诱导因 子， 如生长因子和 （ 或） 调节基因表达、 细胞增殖的因子； （!） 限 制营养， 包括代谢所需的葡萄糖、 氨基酸和氧气等； （&） 降低培 养时的血清浓度； （K） 构建包含确定胰岛发育方向的重要基因 （如 Q/@& 、 Q9@H$ 等） 的工程细胞； （’） 使用细胞外基质和粘附分 子。根据这些策略， 已建立了几种体外诱导胚胎干细胞定向诱 导分化为胰岛的方法。 $< 直接分化： 直接分化是通过改变胚胎干细胞的培养环境 （ 如去除胚胎成纤维细胞滋养层， 撤离抑制 分 化 的 细 胞 因 子 等） ， 添加定向诱导分化的因子， 促使胚胎干细胞按照一定的方 向分化。首先诱导人胚胎干细胞分化为胚胎体， 然后接种于涂 有凝胶的培养皿使之单层生长， 自发的分化为产生胰岛素的细
〔G〕
进胚胎干细胞分化为胚胎体， 然后接种于涂有凝胶的培养皿， 细胞呈单层生长； 诱导分化 $’ 天后， 出现双硫腙阳性细胞团； 诱导分化 #! 天后， 双硫腙阳性细胞增多， 但是还不到细胞总数 的 "< $R 。这些双硫腙阳性细胞可以表达胰岛素蛋白和多种胰 岛相关基因的 7NSL， 而且可以分泌一定量的胰岛素。 L**/9;
中华内分泌代谢杂志 #""& 年 # 月第 #" 卷第 $ 期( E820 W M0935.203+ J,-/:，X,:.?/.; #""& ，Y3+ #" ，S3< $
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! 综述 !
干细胞诱导分化为胰岛的研究进展
贾延劼( 周燕( 杨于嘉( 董为伟 ( ( 【 提要】 ( 胰岛移植是治疗糖尿病的有效方法之一。本文复习了从胚胎干细胞和成体干细胞诱导分
( ( 胰岛移植是治疗 $ 型糖尿病 （ FJ ） 和部分 # 型 FJ 患者的 有效方法之一。但是由于移植物质量和数量的限制、 免疫排斥 反应等难题， 影响了手术的成功率和移植物存活时间， 限制了 该项技术在临床的应用。近年来，随着干细胞技术的发展， 诱 导干细胞分化为胰岛成为新的发展方向之一。#""$ 年 K 月，
〔$〕 C?7,+*A; 等 报道可以将小鼠胚胎干细胞诱导分化为能分泌
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干细胞诱导分化为胰岛的研究进展
贾延劼( 周燕( 杨于嘉( 董为伟 ( ( 【 提要】 ( 胰岛移植是治疗糖尿病的有效方法之一。本文复习了从胚胎干细胞和成体干细胞诱导分
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〔$〕 C?7,+*A; 等 报道可以将小鼠胚胎干细胞诱导分化为能分泌
